多媒體技術(shù)在天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

徐秀泉，湯建，夏國華

（江蘇大學(xué)藥學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212013）

多媒體技術(shù)在天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

徐秀泉，湯建，夏國華

（江蘇大學(xué)藥學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212013）

基于天然藥物化學(xué)本科實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、形式單一，不能反映現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在其領(lǐng)域中的應(yīng)用等缺點(diǎn)，采用形象、直觀、生動(dòng)、互動(dòng)性強(qiáng)的多媒體技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，擴(kuò)大了教學(xué)容量，規(guī)范了實(shí)驗(yàn)基本操作和技能，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高了教學(xué)效率和效果。同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和綠色環(huán)保意識(shí)。

多媒體技術(shù)；天然藥物化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

天然藥物化學(xué)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物中化學(xué)成分提取、分離、結(jié)構(gòu)鑒定的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其重要組成部分，它不僅能夠驗(yàn)證和鞏固課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，使學(xué)生掌握天然藥物化學(xué)的基本操作技術(shù)和方法，還可以培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問題的能力，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力的重要途徑[1]。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在天然藥物化學(xué)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)跟不上時(shí)代的步伐：①天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，在有限的教學(xué)課時(shí)下，學(xué)生不可能完成更多的實(shí)驗(yàn)操作，這將造成學(xué)生在實(shí)驗(yàn)手段和知識(shí)結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)欠缺；②不同類型天然活性成分會(huì)采用不同的提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定方法，且現(xiàn)代提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定新技術(shù)層出不窮，一般本科實(shí)驗(yàn)室沒有能力完成技術(shù)的更新，容易造成實(shí)驗(yàn)與科研及工業(yè)化生產(chǎn)脫節(jié)現(xiàn)象。多媒體技術(shù)具有直觀性好、信息量大、交互性強(qiáng)等特點(diǎn)，將多媒體技術(shù)應(yīng)用于天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的效率和效益都能夠起到事半功倍的效果。本文結(jié)合我校制藥工程專業(yè)天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，在多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面做了一些積極的探索。

1 采用多媒體能夠生動(dòng)形象地展示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中，因待提取有效成分結(jié)構(gòu)的不同，決定了其性質(zhì)、顯色鑒別反應(yīng)、提取分離工藝不同。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師要書寫大量板書，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、步驟及注意事項(xiàng)要不厭其煩地講解使學(xué)生聽得枯燥無味，在實(shí)驗(yàn)過程中手忙腳亂，很難保證實(shí)驗(yàn)效果。利用多媒體技術(shù)，用圖片方式展現(xiàn)待提取分離組分的結(jié)構(gòu)、鑒別反應(yīng)過程中的基團(tuán)反應(yīng)機(jī)制；采用動(dòng)畫方式再現(xiàn)提取分離工藝的原理及動(dòng)態(tài)流程，同時(shí)用圖像、聲音等方式提醒提取分離過程中的注意點(diǎn)。通過這種方式將理論知識(shí)和實(shí)踐操作有機(jī)地結(jié)合在一起，促進(jìn)了學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化為理性認(rèn)識(shí)的過程，增強(qiáng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力。再如準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)中的幾十種玻璃儀器的清點(diǎn)和認(rèn)知，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要教師講解3～4小時(shí)，結(jié)果學(xué)生對(duì)儀器的認(rèn)識(shí)還是一知半解；現(xiàn)在采用多媒體方法展示各種玻璃儀器正確的使用方法，使用后的洗滌保存方式以及錯(cuò)誤使用后的后果，這種直觀方式將學(xué)生的被動(dòng)聽講轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)求知，顯著提高了教學(xué)的速度和質(zhì)量。同時(shí)，這種多媒體形式不限于課堂，學(xué)生在課下也可以通過自學(xué)方式，一邊學(xué)習(xí)，一邊思考，頭腦中想象實(shí)驗(yàn)的具體流程及注意事項(xiàng)，很好地解決了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中的盲目性問題，使得實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)更加充分，實(shí)驗(yàn)過程更加得心應(yīng)手[2]。

2 采用多媒體能夠規(guī)范單元基本操作與實(shí)驗(yàn)技能

天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中基本操作多，連續(xù)訓(xùn)練、重復(fù)訓(xùn)練的機(jī)會(huì)比較少，學(xué)生在低年級(jí)學(xué)過的一些基本操作的細(xì)節(jié)認(rèn)識(shí)變得模糊不清，在實(shí)驗(yàn)過程中感覺非常陌生，無所適從。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，選取回流提取、過濾裝置的搭配，薄層層析過程中制板、點(diǎn)樣、展開、顯色，柱層析過程中裝柱、上樣、層析等基本單元操作，采用多媒體形式演示規(guī)范的操作過程，對(duì)關(guān)鍵操作通過特寫鏡頭加深學(xué)生的印象，并總結(jié)在各個(gè)過程中需要注意的事項(xiàng)。實(shí)踐結(jié)果表明，采用多媒體規(guī)范實(shí)驗(yàn)基本操作和技能，對(duì)強(qiáng)化學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)是一種有效的輔助手段。學(xué)生可以體驗(yàn)整個(gè)操作過程，始終處于觀察、操作、思考的循環(huán)中，通過多次循環(huán)，學(xué)生將操作環(huán)節(jié)和操作要點(diǎn)熟記于心，實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)加倍注意。同時(shí)，這種規(guī)范化的操作可以在一定程度上糾正學(xué)生可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，對(duì)培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的實(shí)驗(yàn)室工作作風(fēng)也有一定的幫助[3]。

3 采用多媒體能夠演示新技術(shù)的應(yīng)用，擴(kuò)大教學(xué)容量

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用于天然藥物化學(xué)領(lǐng)域，新的提取分離技術(shù)，結(jié)構(gòu)鑒定手段層出不窮，僅憑實(shí)驗(yàn)中的學(xué)習(xí)和操作會(huì)造成學(xué)生在某些實(shí)驗(yàn)手段和知識(shí)結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)欠缺，也會(huì)造成理論與實(shí)踐的脫節(jié)，影響到學(xué)生今后的發(fā)展。通過多媒體技術(shù)可以在有限的時(shí)間內(nèi)演示新的提取分離技術(shù)，從而擴(kuò)大了教學(xué)容量，節(jié)約教學(xué)時(shí)間，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維也會(huì)起到很好的作用。

大孔吸附樹脂分離、離子交換分離、葡聚糖凝膠層析、金屬螯合層析是經(jīng)典的分離方法，由于時(shí)間限制在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中很少被提及。超聲、微波提取、超臨界CO2萃取、高速逆流層析、高效液相色譜等是新興提取分離技術(shù)，紅外光譜、磁共振、圓二色譜是天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定過程中常用的手段，由于儀器設(shè)備昂貴，學(xué)生基本只有在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)中才有機(jī)會(huì)使用，若在天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不加以提及，學(xué)生到時(shí)候便會(huì)茫然不知所措。借助多媒體技術(shù)，對(duì)儀器原理和實(shí)驗(yàn)過程仿真模擬，展現(xiàn)各種儀器結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)演示提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定過程，采用錄像方式錄制真人演示這些儀器的使用操作規(guī)程及注意事項(xiàng)。學(xué)生在觀看的過程中具有身臨其境的感覺，同時(shí)也提高了自己的實(shí)驗(yàn)技能。

4 采用多媒體技術(shù)模擬特化實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)管理

天然產(chǎn)物鑒定實(shí)驗(yàn)中常涉及到一些有毒有害試劑的反應(yīng)，如醋酸鉛、氫氧化鈣等。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中大多使用完畢后隨水從下水道流出，污染了周圍環(huán)境。采用多媒體技術(shù)模擬該類反應(yīng)原理，不僅可以達(dá)到與實(shí)際操作相同的效果，也可以減少環(huán)境污染，有利于學(xué)生樹立綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理念，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。一些實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)會(huì)引起不良后果甚至釀成事故，用多媒體技術(shù)動(dòng)畫模擬這些錯(cuò)誤操作，將其步驟分解，動(dòng)作慢放，不僅能把錯(cuò)誤的原因演示清楚，而且可以渲染氣氛，使學(xué)生看后印象深刻[4]。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室也會(huì)突發(fā)有毒溶劑泄漏、提取過程爆沸、突然起火等類似事件，若沒有預(yù)先的安全教育，后果不堪設(shè)想。采用多媒體技術(shù)模擬突發(fā)事件產(chǎn)生的可能原因及處理方法和措施，加強(qiáng)防毒、防火、防爆的實(shí)驗(yàn)室安全教育，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)室安全的責(zé)任感和使命感，有利于實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)管理。

5 采用多媒體技術(shù)演示工業(yè)化生產(chǎn)過程，加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際

學(xué)生最終要走向社會(huì)，成為社會(huì)的一員，尤其對(duì)于制藥工程專業(yè)的學(xué)生，實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能滿足他們對(duì)工程的需要。怎樣將實(shí)驗(yàn)室與實(shí)際生產(chǎn)過程相互結(jié)合在一起？理論聯(lián)系實(shí)際成為解決這一難題的關(guān)鍵。我們充分利用本專業(yè)制藥工藝實(shí)驗(yàn)室小試車間的教學(xué)資源和當(dāng)?shù)貙?shí)踐基地教學(xué)資源，利用多媒體模擬演示小試車間50 L提取濃縮機(jī)組及制藥企業(yè)10 m3提取濃縮罐的生產(chǎn)過程，演示制藥企業(yè)超濾分離的原理及操作過程。利用這種方式大大拉近了實(shí)驗(yàn)室與工業(yè)化生產(chǎn)過程之間的距離，開闊了學(xué)生的視野，加快了他們適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)的速度，提高了他們的實(shí)際實(shí)踐能力。

6 小結(jié)

將多媒體技術(shù)應(yīng)用于天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，可以規(guī)范實(shí)驗(yàn)基本操作和技能，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的實(shí)驗(yàn)室工作作風(fēng)；可以利用人機(jī)對(duì)話的交互功能，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和積極性；可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中零排放、零污染的綠色化學(xué)理念。當(dāng)然，在使用過程中，還要注意與傳統(tǒng)教學(xué)方式有機(jī)結(jié)合，從中選取最適宜的教學(xué)手段，才能充分發(fā)揮多媒體技術(shù)在天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要作用。

[1]高麗君,崔建華,苗苗,等.天然藥物化學(xué)發(fā)現(xiàn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與運(yùn)用[J].藥學(xué)教育,2007,23(1):31-33.

[2]付穎,徐雅琴,李穎嬌,等.大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用多媒體的實(shí)踐與思考[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2007,5(1):84-85.

[3]徐烜峰,李翠娟,韓淑英,等.創(chuàng)建促進(jìn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多媒體系統(tǒng)[J].大學(xué)化學(xué),2007,22(4):38-39.

[4]吳方瓊,曾仁權(quán),陳朝暉.多媒體課件應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索[J].北京教育學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007,2(3):44-45.

G642

C

1673-7210（2010）10（b）-102-02

2010-08-10）

江蘇大學(xué)京江學(xué)院教改項(xiàng)目（No.JT08C010）。

徐秀泉（1978-），男，碩士，講師，江蘇大學(xué)藥學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室副主任，主要從事天然藥物提取分離及活性分析研究。